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Revolution bei der Datenübertragung im Kurz- und Mittelstreckenbereich

Wien (TU) Die leistungsfähige und kostengünstige Datenübertragung im Kurz- und Mittelstreckenbereich könnte dank eines Forscherteams an der Technischen Universität Wien keine Zukunftsvision bleiben. Die Kombination roter Halbleiterlaserdioden mit Kunststoffasern und die Öffnung möglichst vieler Kommunikationskanäle machen's möglich.

Wirtschaftlichkeit ist auch in der Datenübertragung angesagt. So verwendet man derzeit im Kurz- und Mittelstreckenbereich Kunststoffasern, die um das Zehnfache billiger sind als Glasfaserkabel. Die größten Reichweiten der Lichtsignale (bis zu einem Kilometer) werden bei Übertragung im sogenannten Dämpfungsminimum der Kunststoffasern erzielt. Dieses liegt bei einer Wellenlänge von 0,65 Mikrometer im roten Spektralbereich. Als Sender fungieren rote Halbleiterlaserdioden.

An der Technischen Universität Wien hat sich ein Forscherteam am Institut für Festkörperelektronik an die Verbesserung der Emissionseigenschaften und an die Flexibilisierung der Emissionswellenlänge der roten Laserdioden gemacht. Bei Erreichen von mehreren benachbarten, schmalbandigen (monomodigen) Emissionsspektren kann die Übertragungskapazität von Kommunikations-systemen durch Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) bedeutend gesteigert werden. Durch Verwendung unterschiedlicher Wellenlängen werden mehrere Kanäle geöffnet, wobei jeder Kanal dann jeweils die Datenübertragungsrate von Kunststoffasern (300 Mbit/sec bis 3 Gbit/s) erreicht.

Die Herausforderung besteht darin, möglichst viele Kanäle zu öffnen, damit viele verschiedene Daten - Radio, Fernsehen, Telefon, etc. - auf einmal, d.h. mit einer Kunststoffaser, übertragen werden können. Darin liegt aber auch die Schwierigkeit: je mehr Kanäle geöffnet werden, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, daß sie sich gegenseitig stören. Diesen Störeffekt gilt es durch Schmalbandigkeit des Lichts einzudämmen, um möglichst klar von den Wellenlängen der anderen Kanäle abgrenzen zu können. Daran arbeitet das Forscherteam an der TU Wien ebenfalls äußerst intensiv.

Das Anwendungsgebiet für Halbleiterlaserdioden, die im roten Spektralbereich emittieren, ist breit gefächert und erstreckt sich auch in Richtung Sensorik, Displays, optischer Drucker und Scanner. Ihr Einsatz in Schreib- und Lesesystemen von digitalen optischen Massenspeichern erlaubt die zunehmende Miniaturisierung der optischen Codes.

Das in Kooperation mit der Universität Stuttgart betriebene Forschungsprojekt wird durch Mittel der Volkswagen-Stiftung seit dem 1. Jänner 1999 über einen Zeitraum von drei Jahren mit 4 Millionen Schilling (290.691,3 Euro) gefördert.